DE4443787A1 - Wheel suspension system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Radaufhängungssystem für ein Fahrzeug, und spezieller betrifft sie ein Aufhängungssystem, das die Lenkbarkeit und Stabilität eines Fahrzeugs sowie den Fahrkomfort verbessert.The invention relates to a suspension system for a Vehicle, and more particularly relates to a suspension system that the maneuverability and stability of a vehicle as well as the Driving comfort improved.
Die Hauptfunktionen eines Aufhängungssystems sind die fol genden: (1) Bereitstellen eines vertikalen Federungsraums, damit die Räder einer ungleichmäßigen Straße folgen können, um dadurch den Fahrzeugaufbau gegen durch solche Unebenhei ten hervorgerufene Kräfte zu schützen; (2) Halten der Räder in geeigneten Lenk- und Radsturzstellungen zur Straßenober fläche; (3) Reagieren auf Kräfte, wie sie durch Beschleuni gungs- und Bremskräfte in Längsrichtung, Querkräfte sowie Brems- und Antriebsdrehmomente ausgeübt werden; (4) Ausüben eines Widerstands gegen Rollbewegungen eines Fahrzeugaufbaus und (5) Halten der Räder mit minimalen Belastungsschwankun gen in Kontakt mit der Straße. The main functions of a suspension system are the fol the following: (1) providing a vertical suspension space, so that the wheels can follow an uneven road, to thereby counteract the vehicle bodywork through such unevenness protect the evoked forces; (2) holding the wheels in suitable steering and camber positions to the top of the street surface; (3) Respond to forces such as those caused by acceleration Longitudinal and braking forces, lateral forces and Braking and drive torques are exerted; (4) Exercise resistance to rolling movements of a vehicle body and (5) holding the wheels with minimal load variation in contact with the road.
Insbesondere erfolgen Rollbewegungen um einen vorgegebenen Punkt, der als Rollbewegungszentrum bezeichnet wird, wenn ein Fahrzeug um eine Kurve fährt. Die Änderungsrate der Höhe des Rollbewegungszentrums hat Auswirkung auf die Fahrsicher heit und die Handhabungssicherheit eines Fahrzeugs.In particular, rolling movements take place around a predetermined one Point called the center of rolling motion when a vehicle turns. The rate of change in altitude of the rolling motion center has an impact on driving safety unit and the handling safety of a vehicle.
Rollbewegungen treten auf, wenn die Höhe des Schwerpunkts des Aufbaus höher als die des Rollbewegungszentrums wird. Wenn die Höhe des Rollbewegungszentrums verringert wird, ist es einfach, Sturz- und Radspuränderungen so zu optimieren, daß Schwingungen von der Straße her minimiert werden können, um die Geradeauslaufeigenschaft bei hoher Geschwindigkeit sowie die Sicherheit wie auch den Fahrkomfort zu verbessern.Rolling movements occur when the height of the center of gravity of the structure becomes higher than that of the rolling motion center. When the height of the rolling motion center is decreased it’s easy to optimize camber and wheel lane changes that vibrations from the street can be minimized, for straight-line running at high speed as well as to improve safety and driving comfort.
Wenn jedoch während Kurvenfahrt Querkräfte auf den Fahrzeug aufbau wirken, wird das Verhalten desselben schwerfällig, und die Handhabungssicherheit verschlechtert sich.If, however, lateral forces on the vehicle during cornering build up, the behavior of it becomes cumbersome, and handling safety deteriorates.
Wenn dagegen die Höhe des Rollbewegungszentrums angehoben wird, nimmt die Widerstandsfähigkeit gegen Rollbewegungen zu, wodurch ein kürzerer Antirollstab verwendet werden kann. Jedoch werden Sturz- und Radspuränderungen groß, so daß der Fahrkomfort und die Sicherheit bei Geradeausfahrt ver schlechtert sind.If, on the other hand, the height of the rolling motion center is raised resistance to rolling movements decreases which means a shorter anti-roll bar can be used. However, camber and wheel track changes are large, so that the Driving comfort and safety when driving straight ahead are worse.
Demgemäß ist es sehr wichtig, die Höhe des Rollbewegungszen trums als Kompromiß zwischen den beiden genannten Eigen schaften einzustellen, wenn ein Aufhängungssystem konstru iert wird.Accordingly, it is very important to determine the amount of roll motion strums as a compromise between the two mentioned Eigen shafts when a suspension system is constructed is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radaufhän gungssystem für ein Fahrzeug zu schaffen, das die Lenkbar keit und Stabilität des Fahrzeugs sowie den Fahrkomfort ver bessern kann. The invention has for its object a wheel suspension system for a vehicle to create the steerable vehicle stability and stability as well as driving comfort can improve.
Das erfindungsgemäße Aufhängungssystem ist durch die Lehre von Anspruch 1 gegeben.The suspension system according to the invention is based on the teaching given by claim 1.
Dieses System zeichnet sich dadurch aus, daß die Höhe des Rollzentrums automatisch abhängig vom Fahrzustand des Fahr zeugs eingestellt wird. Dazu ist eine Rollbewegungszentrum- Einstellseinrichtung vorhanden, die zwischen dem Fahrgestell und dem diesem zugewandten Ende eines unteren Aufhängungs arms angeordnet ist.This system is characterized in that the height of the Roll center automatically dependent on the driving state of the driving stuff is set. There is a rolling motion center Adjustment device available between the chassis and the end of a lower suspension facing this arms is arranged.
Die Rollbewegungszentrum-Einstelleinrichtung beinhaltet ein elastisches Teil zum Einstellen der Höhe des dem Fahrgestell zugewandten Endes des unteren Aufhängungsarms durch Hydrau likdruck, ein Richtungsumsteuerventil zum Einstellen der Strömungsrichtung von Hydraulikfluid, wie es von einer Hy draulikpumpe des elastischen Teils zugeführt wird, und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern des Richtungsumsteu erventils mittels Signalen von einem Fahrgeschwindigkeits sensor und einem Querkraftsensor.The roll center adjustment device includes a elastic part to adjust the height of the chassis facing end of the lower suspension arm by Hydrau likdruck, a directional control valve for adjusting the Flow direction of hydraulic fluid, as it is from a Hy draulic pump of the elastic part is supplied, and a electronic control unit for controlling the change of direction by means of signals from a driving speed sensor and a lateral force sensor.
Das elastische Teil verfügt über eine zwischen einem Innen- und einem Außenrohr angeordnete elastische Büchse, wobei im oberen und unteren Teil der elastischen Büchse jeweils eine Fluidkammer ausgebildet ist, denen das Hydraulikfluid wahl weise zugeführt wird. Das elastische Teil ist in einen am Fahrgestell angebrachten Bock eingeführt und an diesem über eine Befestigungsschraube befestigt, die das Innenrohr durchdringt. Jede Fluidkammer steht über eine Verbindungs leitung mit dem Richtungsumsteuerventil in Verbindung.The elastic part has a between an inner and an outer tube arranged elastic sleeve, wherein in upper and lower part of the elastic sleeve one each Fluid chamber is formed, which the hydraulic fluid choice is fed wisely. The elastic part is in a Chassis mounted trestle inserted and over this a mounting screw attached to the inner tube penetrates. Each fluid chamber is connected line in connection with the directional control valve.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the attached Drawings clearly.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Aufhängungssy stems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin dung; Fig. 1 is a schematic view of a dung Aufhängungssy stems according to a preferred embodiment of the OF INVENTION;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Büchse, wie sie im Aufhängungssystem verwendet wird; Fig. 2 is a cross section through a bushing used in the suspension system;
Fig. 3 ist eine Ansicht des Aufhängungssystems, die veran schaulicht, wie dieses arbeitet, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt; Fig. 3 is a view of the suspension system, which illustrates veran how this works when the vehicle is traveling around a curve;
Fig. 4 ist eine Ansicht des Aufhängungssystems, die veran schaulicht, wie dieses arbeitet, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt; und Fig. 4 is a view of the suspension system, illustrating how it works when the vehicle is traveling straight at high speed; and
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Betriebswir kung des Aufhängungssystems veranschaulicht. Fig. 5 is a schematic diagram illustrating the operation of the suspension system.
Das Aufhängungssystem gemäß Fig. 1 weist folgendes auf: einen ein Rad 1 drehend tragenden Radträger 2; eine Aufhän gungsanordnung 3 aus einem Stoßdämpfer 30 und einer Feder 31, die die obere Seite des Radträgers 2 mit einem Fahrge stell 10 verbindet, und einen unteren Arm 4, der die Unter seite des Radträgers 2 mit dem Fahrgestell 10 verbindet.The suspension system according to FIG. 1 has the following: a wheel carrier 2 rotatingly supporting a wheel 1 ; a suspension supply arrangement 3 of a shock absorber 30 and a spring 31 , which connects the upper side of the wheel carrier 2 with a Fahrge 10 , and a lower arm 4 , which connects the lower side of the wheel carrier 2 with the chassis 10 .
Wenn das Rad 1 entlang der durch die Länge des unteren Arms gegebenen Bewegungsbahn 4 springt und zurückprallt, absor biert die Aufhängungsanordnung die dadurch hervorgerufenen Stöße.When the wheel 1 bounces and rebounds along the path of movement 4 given by the length of the lower arm, the suspension arrangement absorbs the shocks caused thereby.
Zwischen dem Fahrgestell 10 und dem diesem zugewandten Ende des unteren Arms 4 ist ein Rollbewegungszentrum-Einstellteil 5 ausgebildet, das folgendes umfaßt ein elastisches Teil, das die Position ändern kann, an der das dem Fahrgestell zu gewandte Ende des unteren Arms 4 an diesem befestigt ist; ein Richtungsumsteuerventil 51 zum Steuern der Strömungs richtung von Hydraulikfluid, das dein elastischen Teil 50 zu zuführen ist; und eine elektronische Steuerungseinheit 52, die ein elektrisches Signal von einem Fahrgeschwindigkeits sensor 520 und einem Querkraftsensor 521 empfängt, und die das Richtungsumsteuerungsventil 51 ansteuert.Between the undercarriage 10 and the end of the lower arm 4 facing it, a roll movement center adjusting part 5 is formed, which comprises an elastic member which can change the position at which the end of the lower arm 4 facing the undercarriage is attached thereto ; a direction reversing valve 51 for controlling the flow direction of hydraulic fluid to be supplied to the elastic member 50 ; and an electronic control unit 52 , which receives an electrical signal from a vehicle speed sensor 520 and a lateral force sensor 521 , and which controls the direction changeover valve 51 .
Das elastische Teil 50 weist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ein Innenrohr 500 und ein Außenrohr 501 sowie eine zwi schen diese eingesetzte elastische Büchse 503 auf. Innerhalb der elastischen Büchse 503 sind eine obere und eine untere Fluidkammer 504 und 505 symmetrisch ausgebildet. Das elasti sche Teil 50 ist in ein am Fahrgestell 10 angebrachtes Bock gehäuse 11 eingesetzt und über eine Befestigungsschraube 12, die das Innenrohr 500 durchdringt, mit dem dem Fahrgestell zugewandten Ende 40 des unteren Arms 4 verbunden.The elastic member 50 , as shown in FIG. 2, has an inner tube 500 and an outer tube 501 and an elastic sleeve 503 inserted between them. An upper and a lower fluid chamber 504 and 505 are formed symmetrically within the elastic sleeve 503 . The elastic cal cal 50 is inserted into an attached to the chassis 10 trestle housing 11 and connected via a fastening screw 12 which penetrates the inner tube 500 with the end 40 of the lower arm 4 facing the chassis.
Demgemäß bewegt sich der untere Arm durch die elastische Verdrehkraft des elastischen Teils 50 gleichmäßig nach oben oder unten.Accordingly, the lower arm moves smoothly up or down by the elastic twisting force of the elastic member 50 .
Die obere und die untere Fluidkammer 504 und 505 des elasti schen Teils 50 stehen über Verbindungsleitungen 506 bzw. 507 in Verbindung, die über jeweilige Fluidkanäle 510 bzw. 511 mit dem Richtungsumsteuerventil 51 verbunden sind.The upper and lower fluid chambers 504 and 505 of the elastic part 50 are connected via connecting lines 506 and 507 , which are connected via respective fluid channels 510 and 511 to the direction reversing valve 51 .
Das Richtungsumsteuerventil 51, das die Richtung eines dem elastischen Teil 50 zuzuführenden Hydraulikfluids ändert, wird durch die elektronische Steuerungseinheit 52 gesteuert, die die vom Fahrgeschwindigkeitssensor 520 und vom Quer kraftsensor 521 eingegebenen Signale mit in ihr eingespei cherten Daten vergleicht.The direction changeover valve 51 , which changes the direction of a hydraulic fluid to be supplied to the elastic part 50 , is controlled by the electronic control unit 52 , which compares the signals input by the vehicle speed sensor 520 and the transverse force sensor 521 with the data stored in it.
Beim vorstehend beschriebenen Aufhängungssystem wird so vor gegangen, daß dann, wenn das Fahrzeug bei langsamer Ge schwindigkeit geradeaus fährt, die Signale für die Geschwin digkeit und den Fahrzustand, wie vom Fahrgeschwindigkeits sensor 520 und vom Querkraftsensor 521 erfaßt, an die elek tronische Steuerungseinheit 52 übertragen werden und diese eine Steuerung dahingehend übernimmt, daß durch das Rich tungsumsteuerventil 51 sowohl der oberen als auch der unte ren Fluidkammer 504 und 505 jeweils Fluid mit demselben Druck zugeführt wird.In the above-described suspension system, the procedure is such that when the vehicle travels straight ahead at slow speed, the signals for the speed and the driving state, as detected by the driving speed sensor 520 and the lateral force sensor 521 , are transmitted to the electronic control unit 52 are and this takes control that the directional control valve 51, both the upper and lower fluid chambers 504 and 505 are supplied with fluid at the same pressure.
In diesem Zustand wird der Schnittpunkt zwischen einer Li nie, die das aktuelle Zentrum C des Rads bezogen auf das Fahrgestell mit dem Punkt, in dem das Rad den Untergrund berührt, verbindet, und einer Zentrumslinie CL des Fahrge stells das Rollbewegungszentrum RC, wie in Fig. 5 darge stellt.In this state, the intersection between a line that connects the current center C of the wheel with respect to the chassis with the point at which the wheel contacts the ground and a center line CL of the chassis never becomes the rolling motion center RC, as in FIG . 5 Darge provides.
Wenn das Fahrzeug eine bei Kurvenfahrt auftretende Querkraft erfährt, wird ein diese Querkraft anzeigendes Signal vom Querkraftsensor 521 an die elektronische Steuerungseinheit 52 übertragen. Diese steuert dann, wie in Fig. 3 darge stellt, das Richtungsumsteuerventil 51 so an, daß die untere Fluidkammer 505 mit Fluid unter Druck versorgt wird, wodurch sie sich ausdehnt. Der Hydraulikdruck in der oberen Fluid kammer wird weggenommen, wodurch die Höhe der Befestigungs schraube 12 angehoben wird. So wird die Höhe H1 des aktuel len Zentrums C1 des Rades 1 in bezug auf das Fahrgestell höher als das aktuelle Zentrum C bei Geradeausfahrt bei mittlerer oder kleiner Geschwindigkeit. Demgemäß wird die Höhe H1 des Rollbewegungszentrums RC1 höher als die Höhe H des Rollbewegungszentrums RC, wodurch die Stabilität gegen Rollbewegungen erhöht ist.If the vehicle experiences a lateral force occurring when cornering, a signal indicating this lateral force is transmitted from the lateral force sensor 521 to the electronic control unit 52 . This then controls, as shown in Fig. 3 Darge, the directional control valve 51 so that the lower fluid chamber 505 is supplied with fluid under pressure, whereby it expands. The hydraulic pressure in the upper fluid chamber is removed, whereby the height of the fastening screw 12 is raised. Thus, the height H1 of the current center C1 of the wheel 1 with respect to the chassis is higher than the current center C when driving straight ahead at medium or low speed. Accordingly, the height H1 of the rolling movement center RC1 becomes higher than the height H of the rolling movement center RC, whereby the stability against rolling movements is increased.
Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt, steuert die elektronische Steuerungseinheit 52 das Rich tungsumsteuerventil 51 so an, wie es in Fig. 4 veranschau licht ist. D. h., daß der oberen Fluidkammer 504 Fluid unter Druck zugeführt wird, damit sie sich ausdehnt, während von der unteren Fluidkammer 505 der Druck weggenommen wird, da mit sie sich zusammenzieht. Im Ergebnis wird die Höhe der den unteren Arm 4 haltenden Befestigungsschraube 12 abge senkt, so daß das aktuelle Zentrum C2 des Rads in bezug auf das Fahrgestell höher als bei Geradeausfahrt bei mittlerer oder langsamer Geschwindigkeit wird. Infolgedessen ist die Höhe H2 des Rollbewegungszentrums C2 höher als die Höhe H des Rollbewegungszentrums RC bei Geradeausfahrt bei mittle rer oder langsamer Geschwindigkeit, wodurch eine optimale Sturzänderung erzielt wird und die Spuränderung minimiert wird.When the vehicle is traveling straight at high speed, the electronic control unit 52 controls the directional changeover valve 51 as shown in FIG. 4. That is, fluid is pressurized to the upper fluid chamber 504 to expand while the lower fluid chamber 505 is depressurized because it contracts. As a result, the height of the lower arm 4 holding screw 12 is lowered abge, so that the current center C2 of the wheel with respect to the chassis is higher than when driving straight ahead at medium or slow speed. As a result, the height H2 of the rolling motion center C2 is higher than the height H of the rolling motion center RC when driving straight ahead at medium or slow speed, whereby an optimal camber change is achieved and the lane change is minimized.
Wenn die Höhe der Arbeitsposition der unteren Arme des lin ken bzw. rechten Rads unabhängig voneinander durch eine Ein gangslogik gesteuert werden, kann der Ort des Rollbewegungs zentrums noch besser eingestellt werden. Eine weitere Ver besserung kann dadurch erzielt werden, wenn die Arbeitsposi tionen sowohl der Hinterrad- als auch der Vorderradaufhän gungen gesteuert werden.If the height of the working position of the lower arms of the lin ken or right wheel independently of one another by an on gear logic can be controlled, the location of the rolling motion center can be set even better. Another ver improvement can be achieved if the working position both the rear and the front wheel suspension conditions can be controlled.
Wie vorstehend beschrieben, kann das erfindungsgemäße Auf hängungssystem die Lenkbarkeit und Stabilität eines Fahr zeugs und den Fahrkomfort dadurch verbessern, daß die Höhe des Rollbewegungszentrums abhängig vom Fahrzustand automa tisch eingestellt wird.As described above, the invention suspension system the controllability and stability of a driving stuff and improve driving comfort in that the height of the rolling motion center depending on the driving condition automa table is set.
Claims (4)
- - einem ein Rad (1) drehend haltenden Radträger (2);
- - einer Aufhängungsanordnung (3), die das obere Ende des Radträgers mit einem Fahrgestell (10) verbindet; und
- - einem unteren Arm (4), der das untere Ende des Radträgers mit dem Fahrgestell verbindet;
- - A wheel carrier ( 2 ) holding a wheel ( 1 ) in rotation;
- - A suspension arrangement ( 3 ) which connects the upper end of the wheel carrier to a chassis ( 10 ); and
- - a lower arm ( 4 ) connecting the lower end of the wheel carrier to the chassis;
- - eine Rollbewegungszentrum-Einstelleinrichtung (50) zum Einstellen der Höhe des Rollbewegungszentrums des Fahrzeugs, die zwischen dem Fahrgestell und dem diesem zugewandten Ende (40) des unteren Arms angeordnet ist.- A rolling center adjusting device ( 50 ) for adjusting the height of the rolling center of the vehicle, which is arranged between the chassis and the end ( 40 ) of the lower arm facing it.
- - ein elastisches Teil (50) zum Einstellen der Höhe des dem Fahrgestell zugewandten Endes (40) des unteren Arms (4) durch hydraulischen Druck;
- - ein Richtungsumsteuerventil (51) zum Steuern der Strö mungsrichtung eines dem elastischen Teil zuzuführenden Fluids, das durch eine Hydraulikpumpe (6) gepumpt wird; und
- - eine elektronische Steuerungseinheit (52) zum Ansteuern des Richtungsumsteuerventils mit einem Signal von einem Fahrgeschwindigkeitssensor (520) und einem Querkraftsensor (521).
- - an elastic member ( 50 ) for adjusting the height of the chassis end ( 40 ) of the lower arm ( 4 ) by hydraulic pressure;
- - A direction reversing valve ( 51 ) for controlling the flow direction of a fluid to be supplied to the elastic member, which is pumped by a hydraulic pump ( 6 ); and
- - An electronic control unit ( 52 ) for controlling the direction reversal valve with a signal from a vehicle speed sensor ( 520 ) and a lateral force sensor ( 521 ).
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